一种多功能无人飞行器升力测量装置的制作方法

本发明涉及无人飞行器的技术领域，特别涉及一种多功能无人飞行器升力测量装置。

背景技术：

无人飞行器具有广泛的民用和军事用途，因而成为目前研究的热点领域。当前无人飞行器主要有三种形式，即固定翼飞行器、旋翼飞行器和复合翼飞行器。固定翼飞行器主要通过螺旋桨提供推力，当推进速度达到一定值时靠作用在机翼上的升力使飞行器起飞并在空中飞行，其优点是空中飞行速度快，但是起飞过程困难；旋翼飞行器直接通过旋翼提供升力使飞行器起飞，其优点是起飞过程简单，但是空中飞行速度慢；复合翼飞行器是固定翼飞行器与旋翼飞行器的结合体，通过改变螺旋桨的方向变换不同的形式，因而具备了两种飞行器的优点，但是螺旋桨变换过程的飞行控制较困难。

目前无人飞行器设计和飞行控制存在的难点主要有能效低(即单位能量所能提供的载重量)、空中姿态变换和在外部干扰下的姿态保持和转换等，而这些问题的根本就在于升力的控制上。因此，有必要设计一套无人飞行器的升力测量装置，模拟无人飞行器在空中的飞行状态并测量升力数据，为飞行器设计和飞行控制提供数据支撑。

技术实现要素：

本发明意在提供一种多功能无人飞行器升力测量装置，以模拟无人飞行器在空中的飞行状态并测量其升力数据，为飞行器设计和飞行控制提供数据支撑。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种多功能无人飞行器升力测量装置，包括无人飞行器，所述无人飞行器上可拆卸连接有转向机构，所述转向机构用于调节无人飞行器的方向，所述转向机构上设有第一拉力传感器，所述第一拉力传感器上设有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的自由端固定连接有底座。

技术方案的原理及效果：本升力测量装置在使用前借助螺栓将底座固定在地面或是测试台上，使得本装置便于在户外进行测量，使得测量数据更加真实可靠。然后启动无人飞行器，此时无人飞行器开始飞行并通过转向机构来调节无人飞行器的飞行方向，借助第一伸缩杆和第一拉力传感器可测量不同飞行状态下升力变化情况。

进一步的，所述转向机构包括转向球和包覆在转向球外的卡块，所述转向球滚动连接在卡块内，所述转向球上设有固定杆，所述固定杆与第一拉力传感器螺纹连接，所述卡块与无人飞行器螺栓连接。

通过上述设置，无人飞行器可沿任意方向飞行，从而能测量出不同姿态下无人飞行器的升力，便于优化改良无人飞行器。

进一步的，所述卡块与转向球上均设有多个相互配合的螺纹孔，所述转向球上的螺纹孔多于卡块上的螺纹孔，相互连通的两个所述螺纹孔内共同螺纹连接有螺栓。通过螺栓可限制转向球和卡块之间的相对转动，实现了无人飞行器的定向飞行。

进一步的，所述无人飞行器采用复合翼飞行器，所述复合翼飞行器螺旋桨处的第一电机上同轴连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的自由端连接有第二拉力传感器，所述第二拉力传感器与复合翼飞行器的螺旋桨连接。

进一步的，所述无人飞行器采用旋翼飞行器，所述旋翼飞行器螺旋桨处的第二电机上同轴连接有第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的自由端连接有第三拉力传感器，所述第三拉力传感器与旋翼飞行器的螺旋桨连接。

与现有技术相比，本方案具有的有益效果：

1、本装置结构简单、携带便利，便于在不同的环境条件下进行测量，使得测量的数据更加真实可靠；

2、本装置通过测量无人飞行器各种姿态飞行所产生的升力，便于对无人飞行器进行改进改良，提升其动力和增强飞行控制。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中转向机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：无人飞行器1、第二伸缩杆2、第二拉力传感器3、转动轴4、转向球5、卡块6、固定杆7、第一拉力传感器8、第一伸缩杆9、底座10。

实施例1

如附图1和图2所示：一种多功能无人飞行器升力测量装置，包括无人飞行器1，无人飞行器1采用复合翼飞行器，复合翼飞行器螺旋桨处的第一电机输出轴上均同轴连接有第二伸缩杆2，第二伸缩杆2的自由端螺纹连接有第二拉力传感器3，第二拉力传感器3的上端与复合翼飞行器螺旋桨的转动轴4螺纹连接。无人飞行器1上可拆卸连接有转向机构，转向机构包括内部中空的转向球5和包覆在转向球5外的卡块6，转向球5滚动连接在卡块6内，转向球5的下端一体成型有固定杆7，固定杆7上螺纹连接有第一拉力传感器8，第一拉力传感器8的下端螺纹连接有第一伸缩杆9，第一伸缩杆9的下端焊接有底座10，底座10上周向等距开有四个第一螺纹孔，通过第一螺纹孔和螺栓可将底座10固定在地面或是其他测量台上。卡块6的顶部和无人飞行器1底部的相同位置均开有多个相同第二螺纹孔，卡块6借助第二螺纹孔和螺栓与无人飞行器1连接在一起。

卡块6与转向球5上均开有多个相互配合的第三螺纹孔，转向球5上的第三螺纹孔多于卡块6上的第三螺纹孔，相互连通的两个第三螺纹孔内共同螺纹连接有螺栓。

本实施例中，无人飞行器1采用复合翼飞行器，转向机构借助螺栓进行固定使得无人飞行器1的飞行方向为竖直方向。本测量装置采用旋翼模式起飞时，可测量螺旋桨在不同转速下提供的整机升力，当升力达到一定值时，将无人飞行器1切换为固定翼模式，此时可记录切换过程中整机的升力变化。本实施例测得的数据可用于计算复合翼飞行器在模式切换过程中无人飞行器1下落的高度，从而计算复合翼飞行器切换模式所需的最小高度。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于：无人飞行器1采用八旋翼飞行器，旋翼飞行器螺旋桨处的第二电机上同轴连接有第三伸缩杆，第三伸缩杆的自由端连接有第三拉力传感器，第三拉力传感器与旋翼飞行器的螺旋桨连接。

本实施例中，在进行升力测量时卡块6与转向球5上不使用螺栓进行连接，使得转向机构可在飞行过程中随时调整飞行的角度。通过控制八个螺旋桨以相同的转速运转，即可得到螺旋桨转速与无人飞行器升力的关系曲线和单个螺旋桨转速与升力的关系曲线。通过控制八个螺旋桨以不同的转速运转，即可得到不同组合模式下的整机升力，并且可借助现有技术的姿态测量装置得到不同组合模式下无人飞行器1的姿态。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

本技术：
要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：

1.一种多功能无人飞行器升力测量装置，其特征在于：包括无人飞行器，所述无人飞行器上可拆卸连接有转向机构，所述转向机构用于调节无人飞行器的方向，所述转向机构上设有第一拉力传感器，所述第一拉力传感器上设有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的自由端固定连接有底座。

2.根据权利要求1所述的一种多功能无人飞行器升力测量装置，其特征在于：所述转向机构包括转向球和包覆在转向球外的卡块，所述转向球滚动连接在卡块内，所述转向球上设有固定杆，所述固定杆与第一拉力传感器螺纹连接，所述卡块与无人飞行器螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种多功能无人飞行器升力测量装置，其特征在于：所述卡块与转向球上均设有多个相互配合的螺纹孔，所述转向球上的螺纹孔多于卡块上的螺纹孔，相互连通的两个所述螺纹孔内共同螺纹连接有螺栓。

4.根据权利要求3所述的一种多功能无人飞行器升力测量装置，其特征在于：所述无人飞行器采用复合翼飞行器，所述复合翼飞行器螺旋桨处的第一电机上同轴连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的自由端连接有第二拉力传感器，所述第二拉力传感器与复合翼飞行器的螺旋桨连接。

5.根据权利要求1所述的一种多功能无人飞行器升力测量装置，其特征在于：所述无人飞行器采用旋翼飞行器，所述旋翼飞行器螺旋桨处的第二电机上同轴连接有第三伸缩杆，所述第三伸缩杆的自由端连接有第三拉力传感器，所述第三拉力传感器与旋翼飞行器的螺旋桨连接。

技术总结
本发明专利公开了一种多功能无人飞行器升力测量装置，具体涉及超燃冲压发动机的技术领域。一种多功能无人飞行器升力测量装置，包括无人飞行器，所述无人飞行器上可拆卸连接有转向机构，所述转向机构用于调节无人飞行器的方向，所述转向机构上设有第一拉力传感器，所述第一拉力传感器上设有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的自由端固定连接有底座。采用本发明技术方案以模拟无人飞行器在空中的飞行状态并测量其升力数据，为飞行器设计和飞行控制提供数据支撑，可用于无人飞行器的地面试验。

技术研发人员：廖飞;林辰龙;吴文华
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心
技术研发日：2020.06.30
技术公布日：2020.09.22